الخلية وطرق دراستها PDF - علم الأحياء

‫الخلية وطرق دراستها‬  ‫مقدّمة‬ ‫ً‪.‬‬ ‫الخلية هي الوحدة األساسية في الحياة‪.‬وتعد أصغر وأبسط وحدة حية قادرة على البقاء‬ ‫وطرح للفضالت‪.‬‬ ‫ٍ‬ ‫تقوم بشتى الوظائف الحيوية من تكاثر وحركة وتغذية واستقا...

‫الخلية وطرق دراستها‬  ‫مقدّمة‬ ‫ً‪.‬‬ ‫الخلية هي الوحدة األساسية في الحياة‪.‬وتعد أصغر وأبسط وحدة حية قادرة على البقاء‬ ‫وطرح للفضالت‪.‬‬ ‫ٍ‬ ‫تقوم بشتى الوظائف الحيوية من تكاثر وحركة وتغذية واستقالب‬ ‫هناك كائنات حية صغيرة تقتصر على خلية واحدة تعرف هذه الكائنات بوحيدات الخلية‬ ‫والمتحول األميبي وغيرهما‪ ،‬وهناك كائنات‬ ‫ّ‬ ‫‪ ،UNICELLULAR‬مثالها الجراثيم‬ ‫راقية تتركب من عدد متفاوت من الخاليا تبعا لنوع الكائن‪ ،‬وتعرف هذه الكائنات عموما‬ ‫بكثيرات أو متعددات الخاليا ‪.MULTICELLULAR‬‬ ‫وقد يقتصر تركيب الكائن متعدد الخاليا على عدد محدود منها (كما في الباندورينا‬ ‫والمكونة من ‪ 16‬خلية فقط)‪ ،‬وقد يرتفع عدد هذه الخاليا‬ ‫ّ‬ ‫التابعة للطحالب الخضراء‬ ‫في كائنات أخرى حتى يصعب حصره بدقة‪.‬فعلى سبيل المثال‪ ،‬يصل عدد الخاليا في‬ ‫طفل اإلنسان عند والدته إلى ترليون (ألف مليار) خلية‪ ،‬ويزداد هذا العدد ليصل إلى‬ ‫نحو ‪ 40‬ترليون خلية في اإلنسان البالغ‪.‬‬ ‫وقد صنفت هذه الخاليا عند اإلنسان إلى أكثر من ‪ 200‬نمط لها صفات بنيوية ووظيفية‬ ‫متباينة‪ ،‬وتشكل أربعة أنسجة رئيسية هي‪ :‬النسيج الظهاري ‪EPITHELIAL‬‬ ‫والنسيج الضام ‪ CONNECTIVE‬والنسيج العضلي ‪ MUSCLES‬والنسيج‬ ‫العصبي ‪ ،NEURONS‬التي تشكّل كل أعضاء الجسم المختلفة‪.‬‬  ‫‪:PROKARYOTES‬‬ ‫خاليا بدائيات النوى‬ ‫تعد من أبسط أشكال الخاليا‪ ،‬وبالرغم من بساطة بنيتها فهي تستطيع العيش في أقسى الظروف البيئية‬ ‫على وجه األرض نتيجة لدرجة تكيفها العالية‪.‬وتع ّد الجراثيم (البكتريا) مثاال نموذجيا على هذا النوع من‬ ‫الخاليا وتتميز بثالث صفات أساسية‪:‬‬ ‫‪-‬امتالكها لعدة أغشية خلوية‪:‬‬ ‫لوها من عُضيّات غشائية‬‫تحدث جميع التفاعالت الكيميائية داخل الخلية في العصارة الخلوية لخ ّ‬ ‫متخصصة‪.‬وتبدو السيتوبالزما (الهيولى) عند فحصها بالمجهر اإللكتروني غير متجانسة وفيها‬ ‫ريبوزومات ومادة وراثية تدعى النوواني ‪( NUCLEOID‬أو شبيه النواة)‪.‬وتحتوي خاليا بدائيات‬ ‫النوى طبقة حماية إضافية خارج غشاء الخلية‪ ،‬تدعى جدار الخلية ‪ ،CELL WALL‬وغالبا ما تحتوي‬ ‫أيضا على طبقة ثالثة خارجية سكّرية تشكّل بنية شبيهة بالمحفظة ‪.CAPSULE‬ويتكون جدار الخلية‬ ‫في غالبيته من جزيئات سكرية يرتبط بعضها مع بعض مشكلة شبكة تؤ ّمن الحماية ضد الرضوض‬ ‫الفيزيائية‪ ،‬وتساعد في المحافظة على رطوبة الخلية‪.‬‬ ‫‪ -‬جميعها وحيدات خلية‪:‬‬ ‫ال تتجمع وتشكل كائنات حية متعددة الخاليا إال أنه قد تتجمع على شكل عناقيد بعضها مع بعض وتشكل‬ ‫طبقة رقيقة تدعى ‪.BIOFILM‬‬ ‫خاليا بدائيات النوى ‪ :Prokaryotes‬تعد من أبسط أشكال الخاليا‪ ،‬وبالرغم من بساطة‬ ‫بنيتها إال أنها تستطيع العيش في أقسى الظروف البيئية على وجه األرض نتيجةً لدرجة‬ ‫تكيفها العالية مع هذه الظروف‪.‬وتعدً الجراثيم (البكتريا) مثاالً نموذجياً على هذا النوع من‬ ‫الخاليا‬ ‫ومكونات الخلية الجرثومية‬ ‫ّ‬ ‫بنية‬  ‫سمات وخواص الخلية‪:‬‬ ‫ المحافظة على وسط داخلي ثابت يختلف عن ظروف الوسط الخارجي‪.‬‬ ‫ استشععرار الوسععط الخععارجي كععالتراراف فععي الح ع اررم والحموتععة و ععتو اف الم عواد‬ ‫الرذائية والضرط التناتحي ‪..‬الخ‪.‬‬ ‫ تنظع ععيو ع ع ععور الجز ئع ععاف ع ععن ويلع ععى الخليع ععة ع ععن خ ع ع عمليع ععة الن ع ع اإلنت ع عائي‬ ‫للجز ئاف‪.‬‬ ‫ تحفاز التفاع ف الكيميائية عن خع تنظعيو التفعاع ف الكيميائيعة التعي تح ع‬ ‫بداخلها‪.‬‬ ‫ تولاععد الةا ععة ععن خ ع الت ا هععا ععن خععار الخليععة (علععى س ع ا الم ععا شععرة‬ ‫الشمس والرذاء) وتحو لها إلى شك جاهز ل ستخدام هو الع ‪.ATP‬‬ ‫ ا ت ك ادم وراثية يتو وف ا لها اصةناع ال روتاناف‪.‬‬ ‫ اس ععت دا وتجديععد الجز ئععاف المتض ععررم و تولا ععد ن ععخ كاجي ععة ععن الجز ئ ععاف ك ععي‬ ‫تتضاعف الخلية‪.‬‬ ‫ تنظيو ن المرلو اف كي تتواص الخ يا ع برضها البرض‪.‬‬ ‫خالياا حقيقياات الناوى ‪ :Eukaryotes‬تشككلًخاليكاًيقيقيكالًالنكو ً(كالخاليكاًالييوانيكةً‬ ‫والنباتيةًوالفطور) الثالوثًاألكثرًيداثةًوتطوراًفيًمجموعالًالكائنالًالبيولوجية‪ً،‬وهيً‬ ‫خالياًمعقدةًقادرةًعلىًتشكيلًكائنالًييةًمتعددةًالخاليا‪.‬‬ ‫بنية خاليا حقيقيات النوى الحيوانية‬ ‫شكل يوضح بنية خاليا حقيقيات النوى النباتية‬  ‫مقارنة بين خاليا بدائيات النوى وحقيقات النوى النباتية والحيوانية‬ ‫حقيقيات النوى النباتية‬ ‫حقيقيات النوى الحيوانية‬ ‫طالئعيات النوى‬ ‫النباتاف‬ ‫الحاواناف‬ ‫الجراثيو والرتائق‬ ‫الكائنات‬ ‫يتراوح بان ‪ 50-10‬يكرون‬ ‫يتراوح بان ‪ 50-10‬يكرون‬ ‫يتراوح بان ‪ 10-1‬يكرون‬ ‫الحجم‬ ‫ان ام فتالي و د يتواجد المن ّ ف‬ ‫ان ام فتالي و ن ّ ف‬ ‫انشةار ثنائي‬ ‫طريقة انقسام الخاليا‬ ‫في برض األنواع‬ ‫الرنا في النوام وال روتان في‬ ‫الرنا في النوام وال روتان في‬ ‫في ال اتوب ز ا‬ ‫تصنيع الرنا والبروتين‬ ‫ال اتوب ز ا‬ ‫ال اتوب ز ا‬ ‫وجود‬ ‫غار وجود‬ ‫وجود‬ ‫جدار الخلية‬ ‫وجود‬ ‫وجود‬ ‫وجود‬ ‫الغشاء السيتوبالزمي‬ ‫ال تتواجد‬ ‫د تتواجد‬ ‫سل لة واحدم‬ ‫السوط واألهداب‬ ‫وجودم‬ ‫وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫الشبكة السيتوبالزمية‬ ‫تةور‬ ‫تةور‬ ‫تةور‬ ‫بدائي وغار‬ ‫الهيكل الخلوي‬ ‫ّ‬ ‫غار وجودم‬ ‫وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫المريكزات ‪Centriols‬‬ ‫وجود‬ ‫وجود‬ ‫غار وجود‬ ‫جهاز غولجي‬ ‫وجودم‬ ‫وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫المتقدرات‬ ‫ّ‬ ‫وجودم‬ ‫وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫صانعات اليخضور‬ ‫وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫الصبغيات‬ ‫عدد ن ال بغياف ك ارم الحجو‬ ‫عدد ن ال بغياف ك ارم الحجو‬ ‫صبري دائري واحد صرار ن يا‬ ‫ت وم الفجواف عادم بوظائفها‬ ‫عادم وجودم‬ ‫غار وجودم‬ ‫الجسيمات الداخلية‬ ‫والحاّلة‬ ‫وجودم وك ارم الحجو‬ ‫غار وجودم و صرارم الحجو‬ ‫غار وجودم‬ ‫الفجوات‬  ‫حجم وشكل الخاليا ‪CELL SIZE & SHAPE‬‬ ‫ال بد من مدخل بسيط في البداية نذّكر به بوحدات القياس المتري األساسية‪ ،‬ومن ثم تحديد المقياس الذي نعمل على‬ ‫مستواه‪.‬ولهذا الغرض يمكن تلخيص ذلك في معادلة واحدة تجمع أهم الوحدات المستخدمة ابتداء من المتر كوحدة‬ ‫أساسية ‪ ، M‬سنتيمتر ‪ ، CM‬مليمتر ‪ ، MM‬ميكرومتر أوميكرون ‪ ، Μ‬نانومتر ‪ ، NM‬أنغستروم ‪ °A‬وأخيرا‬ ‫البيكومتر ‪:PM‬‬ ‫)‪(1 M = 10² CM = 10³ MM = 106 Μ = 109 NM = 1010 Aº = 1012 PM‬‬ ‫ظه ُر الشكل العالقة النسبية بين الجزيئات ابتداء من طول الرابطة التساهمية بين ذرتين من الكربون إلى قطر‬ ‫وي ُ ِ‬ ‫الجزيئات الصغيرة والكبيرة ثم البنى المعقدة والعُضيّات الخلوية وأخيرا الخاليا الحية والكائنات الحية المتطورة‪.‬‬ ‫وتمتاز الخاليا الحيوانية عموما بصغر حجمها‪ ،‬إذ ال تمكن رؤيتها إال بمساعدة المجهر وتتراوح أبعادها بين ‪50–10‬‬ ‫ميكرونا‪.‬مع ذلك‪ ،‬ال بد من التنويه إلى أن بعض أنواع الخاليا قد يتجاوز في الحجم تلك القياسات المجهرية‪.‬فمثال‪ ،‬قد‬ ‫يصل طول قطر بويضة الثدييات إلى ‪ 100‬ميكرونا‪ ،‬بينما يصل طول قطر البويضة في الطيور والزواحف بما تحويه من‬ ‫مح ومواد غذائية أخرى إلى عدة سنتيمترات‪ ،‬وكذلك قد يصل طول الخلية العصبية عند اإلنسان إلى عشرات السنتيمترات‬ ‫وإلى أمتار في الزرافة والحيتان‪.‬وبالمقابل‪ ،‬توجد خاليا صغيرة الحجم جدا كالجراثيم ال يتجاوز قطرها بعضة‬ ‫ميكروميترات‪ ،‬والخاليا الحبيبية في المخيخ عند اإلنسان إذ ال يتجاوز قطر الخلية ‪ 5-4‬ميكرون وتعد أصغر خاليا الجسم‬ ‫عند اإلنسان‪.‬‬ ‫وقد ينجم الحجم الكبير للخاليا في بعض الحاالت عن تعدد النوى فيها‪ ،‬كما هو حال الخاليا الكبيرة المسماة بالخاليا‬ ‫العرطلة أو النواء ‪ ،MEGAKARYOCYTES‬التي تعطي الحقا الصفيحات ‪.PLATELETS‬وقد يكون ناجما عن‬ ‫تراكم كميات كبيرة من قطيرات الدسم كما في الخاليا الشحمية أو ناتج عن التحام مئات أو آالف الخاليا بعضها مع بعض‬ ‫كما هو الحال في التحام أورمات الخاليا العضلية الهيكلية بعضها مع بعض لتشكيل خلية عضلية ناضجة‪.‬وال يتعلق حجم‬ ‫الخاليا بحجم الحيوان‪ ،‬فخاليا الضفدع مثال لها حجم قد يفوق حجم خاليا الثدييات الكبيرة‪ ،‬ويعتقد أن كبر حجم هذه الخاليا‬ ‫قد يعود إلى ضعف النشاط االستقالبي‪.‬‬  ‫حجم وشكل الخاليا ‪Cell Size & Shape‬‬ ‫شكككل يوضككح وحككدات القيككا المتككري األساسككية اككي بيولوجيككا الخليككة لك مسككتوى الككارات‬ ‫والجزيئات الصغيرة والكبيرة والبن المعقدة والعُضيّات والخاليا‬  ‫يجمًالخالياًالييوانية‬ ‫ الخالياًالييوانيةًعموماًصغيرةً(‪ 50-10‬ميكرون)‬ ‫ استثناءال‪:‬‬ ‫بويضةًالثدييالً(‪ 100‬ميكرون)‬ ‫–‬ ‫أمًالنواءال (تعددًالنو )‬ ‫–‬ ‫الخالياًالعضليةً(التيامًالخاليا)‬ ‫–‬ ‫الخالياًالشيميةً(تخزينًالدسم)‬ ‫–‬ ‫الخالياًالعصبيةً(أمتارًفيًالزرافةًوالييتان!)‬ ‫–‬  ‫العالقة بين الشكل والوظيفة للخلية ‪:‬‬ ‫من الواضح أن األنواع المختلفة من الخاليا الحيوانية تحافظ على شكل وحجم ثابت حتى تستطيع‬ ‫القيام بالوظيفة المنوطة بها‪.‬‬ ‫تمتلك الخاليا الحيوانية أشكاال متعددة‪ ،‬فإما أن تكون كروية كما في الخاليا الدموية وإ ّما تكون‬ ‫اسطوانية وإ ّما مكعبة وإ ّما مسطحة كما في خاليا النسيج الظهاري وإ ّما مغزلية كما في الخاليا‬ ‫العضلية‪ ،‬وقد تكون شجيرية كما في الخاليا العصبية (الشكل ‪.)6-3‬‬ ‫وتعزى هذه االختالفات في الشكل بين أنواع الخاليا لعاملين أساسيين هما‪ :‬خلو الخاليا الحيوانية من‬ ‫الغالف الخلوي القاسي الذي يوجد عند الخاليا النباتية‪ ،‬والتمايز الخلوي الوظيفي الذي يطرأ على‬ ‫الخاليا الحيوانية‪.‬وتستند العالقة الجوهرية بين البنية والشكل والوظيفة إلى أن وظيفة أي كيان‬ ‫بيولوجي ( يترواح بين جزيئات وبنى وعضيات وخاليا وأنسجة وأعضاء وكامل جسم الكائن الحي‬ ‫حتى المنظومة البيئية) يمكن تحديدها عن طريق بنيته أو شكله‪.‬‬ ‫أن "الشكل يتبع الوظيفة‪ ،‬والوظيفة تفرض‬ ‫ومن هذا المنطلق هناك مقولة في علم البيولوجيا تفيد ّ‬ ‫الشكل" وهو مفهوم أطلقه المهندس المعماري ‪FRANK LLOYD WRIGHT‬في علوم‬ ‫العمارة‪.‬‬ ‫العالقة بين الشكل والوظيفة‬ ‫بعض أشكال خاليا حقيقات النوى‬ ‫ويمكننا أن نتساءل عن العالقة بين بنية أو شكل ( بروتين أو عضية أو خلية)‬ ‫والوظائف التي تقوم بها؟ ومن العوامل المؤثرة في ذلك الجينات واالصطفاء‬ ‫الطبيعي أثناء التطور‪.‬فعلى سبيل المثال‪ ،‬تقوم الخاليا بتصنيع بروتينات‬ ‫بأشكال وهيئات مختلفة‪ ،‬فمنها بروتينات كروية أو خطية‪/‬ليفية الشكل أو على‬ ‫شكل حرف ‪ ،Y‬هذه األشكال المختلفة مص ّممة للقيام بوظائف نوعية‪.‬‬ ‫فعلى سبيل المثال‪ ،‬بنية وشكل بروتين الهيموغلوبين الموضحة في الشكل‬ ‫المرفق هي بنية فراغية رباعية تستطيع حمل ‪ 4‬جزيئات أوكسيجين‪ ،‬بينما‬ ‫يبدو الهيموغلوبين في الخاليا المنجلية خطي بعد تحريره لألوكسجين‪ ،‬وهذا‬ ‫يؤثر في شكل الخلية ودورها الوظيفي‪ ،‬مما يؤدي الى فقر دم المنجلي‪.‬‬ ‫مثال آخر؛ تتمثل وظيفة النواة في حقيقيات النوى بحماية وتخزين الدنا بشكل‬ ‫آمن بعيدا عن بقية عضيات الخلية‪ ،‬لذا تشير بنيتها المحاطة بغالف نووي‬ ‫مكون من غشاء مضاعف) إلى الدور الوظيفي الذي تؤديه ويتوافق شكلها‬ ‫( ّ‬ ‫عادة مع شكل الخلية والوظيفة المنوطة بها‪ ،‬وهذا ينطبق على األشكال التي‬ ‫تتخذها الخاليا للقيام بدورها ‪..‬‬ ‫الشكل يوضح كيفية ارتباط شكل بروتين الهيموغلوبين بوظيفة الخلية‬ ‫طرائق دراسة الخلية‬ ‫دراسة الخلية الحية‬ ‫دراسة الخلية بعد التثبيت‬ ‫طرائق خلوية فيزيائية‬  ‫ مقدمة ‪:‬‬ ‫كان الكتشاف المجهر الضوئي أكثر األثر في وجود هذا العلم وتطوره ذلك أن‬ ‫ ‬ ‫أغلب الخاليا عناصر ال يمكن مشاهدتها بالعين المجردة ‪.‬وقد تم باستعمال‬ ‫المجهر التعرف على أشكال الخاليا وعلى العضيات المركبة لهذه الخاليا‬ ‫‪.‬وترتبط بداية علم الخلية باكتشاف المجهر الضوئي من قبل العالم روبرت‬ ‫هوك عام ‪ 1665‬حيث بين وجود حجرات صغيرة اثناء فحصه لمقاطع من‬ ‫الفلين‪،‬اطلق عليها اسم الخاليا ‪. cells‬‬ ‫وضعت النظرية الخلوية قبل منتصف القرن الثامن عشر ‪.1838‬‬ ‫ ‬ ‫تم تعريف الخلية منذ ذلك الحين على أنها الوحدة األساسية المركبة لسائر‬ ‫ ‬ ‫أجسام الكائنات الحية ‪.‬وقد تم التأكيد على أن كل خلية تأتي من خلية سابقة‬ ‫لها ‪.‬وان هنالك عالقة متبادلة بين مختلف مكونات الخلية‪.‬‬ ‫وقد ساهم في تطور هذا العلم وضع أنماط من المجاهر ذات القدرة العالية‬ ‫ ‬ ‫على التكبير وكان من أهمها المجهر اإللكتروني ‪.‬‬ ‫تم في مرحلة تالية دراسة التركيب الكيميائي للخلية وللعضيات المختلفة‬ ‫ ‬ ‫المكونة لها‪ ،‬إضافة إلى البدء بالدراسة التجريبية عن طريق زراعة الخاليا‪،‬‬ ‫واستخدم في ذلك النظائر المشعة والملونات النوعية الالزمة لمثل هذه‬ ‫الدراسات والتي قادت إلى المعرفة الدقيقة للخلية وللعمليات الحيوية التي تتم‬  ‫أنواع المجاهر‬ ‫‪ - 1‬المجهر الضوئي ‪:LIGHT MICROSCOPE‬‬ ‫مكونات‬ ‫يعتمد المجهر الضوئي على تركيز الضوء على الشيء المراد فحصه وتفاعل حزمة الضوء مع ال ّ‬ ‫الخلوية في العينة‪ ،‬فيسهل بذلك الكشف عن العينة المراد فحصها‪.‬هذا باإلضافة إلى كونه أداة تكبير تعمل‬ ‫على مرحلتين؛ تقوم العدسة الجسمية بالتكبير األولي‪ ،‬ثم تقوم العدسة العينية بتكبير الصورة األولية مرة‬ ‫ثانية‪.‬ويستخدم المجهر الضوئي لفحص اللطخات والشرائح الملونة بالملونات التقليدية والشرائح‬ ‫الملونة بتقنيات الكيمياء الخلوية والكيمياء المناعية الخلوية ومحضرات التصوير اإلشعاعي الذاتي من‬ ‫أجل معرفة أنواع الخاليا واألنسجة في العينة بأبعادها الثنائية‪.‬ويتألف المجهر الضوئي من جزأَيْن‬ ‫(الشكل ‪:)8-3‬‬ ‫مكون من قاعدة‪ ،‬حامل‪ ،‬ضوابط صغيرة وكبيرة‪ ،‬لوحة متحركة‪ ،‬مخروط حامل‬ ‫‪ -1‬جزء ميكانيكي‪ّ :‬‬ ‫للعدسات‪ ،‬وأنبوبَ ْي العدسات العينية‪.‬‬ ‫‪ -2‬جزء بصري‪ :‬يحتوي على ثالث مجموعات من العدسات‪ ،‬وهي المكثّف والعدسة الجسمية والعدسة‬ ‫العينية‪.‬يجمع المكثّف الضوء ويركّزه بحيث ينتج عنه مخروط من الضوء يضيء الشيء المراد فحصه‪.‬‬ ‫وتقوم العدسات الجسمية بتكبير وإظهار الصورة المضيئة للشيء باتجاه العدسة العينية‪.‬تكبّر العدسة‬ ‫العينية أيضا هذه الصورة وتبرزها إلى شبكية الشخص الفاحص أو على صفيحة تصويرية أو (للحصول‬ ‫على صورة رقمية) على الكشاف‪.‬ويمكن حساب التكبير اإلجمالي من خالل حاصل ضرب القوة التكبيرية‬ ‫للعدسة الجسمية مع العدسة العينية‪.‬‬  ‫المجهر الضوئي ‪:Light Microscope‬‬ ‫مكونات ومسار الضوء في المجهر الضوئي العادي‬ ‫الشكل يوضح ّ‬  ‫‪RESOLVING POWER‬‬ ‫القوة التمييزية‬ ‫‪ّ -‬‬ ‫للحصول على صورة مفصلة وواضحة بالمجهر يُعتَمد على عامل حاسم يدعى القوة التمييزية يمكن‬ ‫تعريفها كأصغر مسافة بين جسيمين يمكن رؤيتهما كشيئين منفصلين‪.‬‬ ‫تبلغ القوة التمييزية في المجهر الضوئي ‪ 0.2‬ميكرون إذ تسمح هذه القوة بأخذ صورة جيدة مكبرة من‬ ‫‪ 1500-1000‬مرة‪.‬بعبارة أخرى ال يمكن تمييز األشياء األصغر من ‪ 0.2‬ميكرون ( مثل غشاء الخلية)‬ ‫بالمجهر الضوئي‪.‬كما تُمكن رؤية شيئين مثل جسيمين حالّين على أنهما شيء واحد إذا كانا مفصولين‬ ‫بعضهما عن بعض بمسافة تقل عن ‪ 0.2‬ميكرون‪.‬‬ ‫وتعتمد جودة الصورة ووضوحها وغناها بالتفاصيل على القوة التمييزية للمجهر‪.‬لذا يكون للتكبير‬ ‫المجهري قيمة فقط إذا ترافق مع قوة تمييزية عالية‪.‬‬ ‫تعتمد القوة التمييزية للمجهر على ثالثة عوامل؛ األول هو البعد البؤري للعدسة‪ ،‬الثاني هو طول موجه‬ ‫الضوء‪ ،‬والثالث هو خاصية انحراف الضوء‪.‬وبناء على ذلك‪ ،‬يوجد فرق بين التكبير وبين القوة‬ ‫التمييزية‪ ،‬ويوضح الشكل التالي الفرق بينهما‪.‬‬  ‫القوة التمييزية ‪Resolving Power‬‬ ‫ّ‬ ‫‪ -‬الفرق بين التكبير والقوة التمييزية‪ :‬ند احص العينكة (‪ )a‬بكالتكبير ‪ 100‬اإنهكا تبكدو‬ ‫لكك شكككل قككرص أائككري أزرق اللككوعن ا أنككم نككد اسككتخدام تكبيككر ‪ 400‬يتبككين أع‬ ‫القكرص الككدائري األزرق مكا هككو ا عبكارة ككن لاللكة أشكككال لك شكككل حكر ‪H‬ن وهككاا‬ ‫يعنككي أع القككوة التمييزيككة والتكبيككر زاأت اككي (‪.)b‬و نككد اسككتخدام العدسككة الزيتيككة ات‬ ‫التكبير ‪ 1000‬لوحظ زياأة اي تكبير الشكل (‪ )b‬اقط ولم يترااق لك بزيكاأة اكي القكوة‬ ‫التمييزية كما هو مبين اي (‪.)c‬‬  ‫‪.II.III‬المجهر متباين الطور ‪Phase-contrast Microscope‬‬ ‫‪.III.III‬المجهر المستقطب ‪Polarizing Microscope:‬‬ ‫‪.IV.III‬المجهر متحد البؤر ‪Confocal Microscope‬‬ ‫‪. V.III‬المجهر المتألق ‪Fluorescence Microscope‬‬ ‫ملونكككة بكككالمجهر المتبكككاين ال كككور (القسكككم اليمينكككي)‬ ‫الشككككل ‪ :10-3‬صكككورة لخاليكككا غيكككر ّ‬ ‫والمجهككر العككاأي (القسككم اليسككاري) (يمككين)‪.‬العمككق البككفري اككي مجهككر متحككد البككفر لخليككة‬ ‫ملونككة بككاألدرأين البرتقككالي بككالمجهر‬ ‫مقارنككة مككع المجهككر المت ك لق (وسككط)‪.‬صككورة لخاليككا ّ‬ ‫المت لق – النواة باللوع األصفر والسيتوبالزما برتقالية (يسار)‪.‬‬  ‫‪PHASE-CONTRAST MICROSCOPE‬‬ ‫المجهر متباين الطور‬ ‫‪-2‬‬ ‫يعتمد المجهر متباين الطور على تغير سرعة حزم الضوء أثناء مرورها في التراكيب البنيوية الخلوية‬ ‫وخارج الخلوية بمعامالت انكسار مختلفة‪ ،‬إذ تظهر التراكيب البنيوية بشكل داكن أو أكثر شحوبا‪.‬‬ ‫يُستخدم في المجهر متباين الطور مجموعة من العدسات تنتج صورا مرئية من أشياء شفافة كالعينات‬ ‫البيولوجية غير الملونة‪.‬لذا يستخدم لمشاهدة الخاليا الحية والمزارع الخلوية‪ ،‬وهو من األدوات المهمة‬ ‫في جميع مخابر المزارع الخلوية والنسيجية (الشكل ‪.)10-3‬‬ ‫‪POLARIZING MICROSCOPE:‬‬ ‫المجهر المستقطب‬ ‫‪-3‬‬ ‫المكونة من جزيئات منتظمة للغاية‪.‬يستخدم لفحص العينات‬ ‫ّ‬ ‫يسمح المجهر المستقطب بتميز البنى‬ ‫الحاوية على جزيئات عالية التوجه (كالسيليلوز والكوالج‪POLARIZING MICROSCOPE:‬‬ ‫يستخدم هذا المجهر من قبل الجيولوجين لدراسة خاصة االنكسار المضاعف للبلورات وقد مكن هذا‬ ‫المجهر من خاصة االنكسار المضاعف في المادة الصبغية والمصورات الحيوية والعضيات الخلوية‬ ‫الداخلة في تركيب البنى الحركية في الخاليا كاألهداب والسياط‬  ‫‪FLUORESCENCE MICROSCOPE‬‬ ‫‪ -5‬المجهر المتألق‬ ‫عند تعرض مواد معينة لإلشعاعات من ضوء ذي موجات محدد الطول يصدر عنها ضوء ذو‬ ‫موجات أطول تدعى هذه الظاهرة بالتألق ‪.FLUORESCENCE‬يُستخدم في المجهر‬ ‫المتألق إما ضوء فوق البنفسجي وإ ّما ليزري‪ ،‬لذا تظهر المواد متألقة بشكل متوهج أو ملون‬ ‫في أرضية داكنة‪.‬‬ ‫وتستخدم عادة مركبات متألقة (كالصبغات المتألقة) تتحد مع الجزيئات الكبيرة في الخلية‪.‬‬ ‫فمثال تتحد مادة األكردين البرتقالي مع ‪ DNA‬و‪ RNA‬وعند مشاهدتها بالمجهر المتألق‬ ‫يظهر معقد ‪-DNA‬أكردين البرتقالي على شكل ضوء أصفر مخضر بينما يُصدر معقد ‪RNA‬‬ ‫واألكردين البرتقالي ضوءا أحمرا برتقاليا‪ ،‬وبذلك يمكن معرفة مكان توضع الحموض النووية‬ ‫في الخلية‪.‬كما يستخدم المجهر المتألق عند ربط المواد المتألقة (مثل الفلوروسين‬ ‫إيزوثيوسينات ‪ )FLUORESCEINISOTHIOCYANETE FITC‬مع جزيئات‬ ‫مكونات األنسجة‪ ،‬ومن ثَ َّم تسمح بمعرفة وتحديد موضع‬ ‫(كاألضداد) ترتبط بشكل نوعي مع ّ‬ ‫المكونات تحت المجهر المتألق ( الشكل ‪.)10-3‬‬‫ّ‬ ‫هذه‬  ‫‪.-‬المجهر اإللكتروني ‪ELECTRON MICROSCOPE‬‬ ‫إن طول الموجة‬ ‫مكونات النسيج‪ ،‬إذ ّ‬ ‫يعتمد المجهر اإللكتروني النافذ والماسح على تفاعالت اإللكترونات مع ّ‬ ‫في الحزمة اإللكترونية أقصر من الحزم الضوئية‪ ،‬لذا تسمح بزيادة القدرة التمييزية بألف ضعف لتصل إلى‬ ‫‪ 0.0002‬ميكرون (الشكل ‪.)12-3‬‬ ‫وهنالك نوعان للمجهر اإللكتروني؛ النافذ والماسح‪.‬‬ ‫‪ -.1‬المجهر اإللكتروني النافذ ‪ TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE‬أو‬ ‫)‪:(TEM‬‬ ‫يسمح نظريا بقوة تمييز عالية جدا تقدّر بـ ‪ 0.05‬نانوميتر‪.‬ومن الناحية العملية يمكن رؤية جميع التفاصيل‬ ‫الدقيقة جدا للعينة بأبعاد ثنائية كالعُضيّات والمعقدات البنيوية في الخلية بقوة تمييزية تقدّر بـ ‪10-1‬‬ ‫المكونات الخلوية‪ ،‬وتكمل مسارها بينما تعبر اإللكترونات األخرى‬ ‫ّ‬ ‫نانوميتر‪.‬تتفاعل بعض اإللكترونات مع‬ ‫العينة الخلوية بدون تفاعل إذ تصل معظم اإللكترونات إلى العدسات الجسمية مشكلة صورة مكبرة‪ ،‬ومن ث ّم‬ ‫تعبر إلى عدسات مكبرة أخرى‪.‬‬ ‫ال تستطيع عين اإلنسان رؤية اإللكترونات لذا تعرض الصورة على شاشة متألقة‪ ،‬بحيث تبدو الصور رمادية‬ ‫اللون أي بيضاء وداكنة (الشكل ‪.)13-3‬‬ ‫‪--2‬المجهر اإللكتروني الماسح )‪SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM‬‬ ‫يسمح المجهر اإللكتروني الماسح برؤية ثالثية أبعاد كاذبة ألسطح الخاليا واألنسجة واألعضاء (الشكل ‪-3‬‬ ‫‪.)12‬ال تعبر حزمة اإللكترونات من خالل العينة في هذا النوع من المجاهر‪/‬إذ تُغلف العينة بطبقة رقيقة من‬ ‫ذرات معدنية يصعب على اإللكترونات اختراقها‪ ،‬ومن ث ّم تتبعثر اإللكترونات وتنعكس لتظهر على الشاشة‬ ‫كصورة بيضاء وداكنة (رمادية)‪.‬‬  ‫المجهر اإللكتروني ‪Electron Microscope‬‬ ‫المجهر االلكتروني النافذ )‪Transmission Electron Microscope (TEM‬‬ ‫كونككات ومسككار الضككوء اككي المجهككر اكلكترونككي الماسككح‬ ‫المجهككر اكلكترونككي (يمككين)ن وم ّ‬ ‫والنااا (يسار)‪.‬‬ ‫‪.‬المجهر اإللكتروني الماسح )‪Scanning Electron Microscope (SEM‬‬ ‫خلية واحدة تبدو لنائية األبعاأ بالمجهر اكلكتروني النااكا ‪( TEM‬يمكين)‪.‬خاليكا اسك وانية‬ ‫اي ظهارة األمعاء تبدو لاللية األبعاأ بالمجهر اكلكتروني الماسح ‪( SEM‬يسار)‪.‬‬  ‫طرائق وتقانات مستخدمة في دراسة الخلية‬ ‫‪SMEARS‬‬ ‫‪ - 1‬اللطخات أو المسحات‬ ‫يمكن دراسة الخاليا الحية ـوالمثبتة من خالل وضع العينة بينًشرييةًوساترةًزجاجيتين‪ً،‬فيً‬ ‫وسطهاًالطبيعيًأوًفيًوسطًقريبًمنهً(مثلًالسائلًالفيزيولوجي)‪ ،‬وذلك لتقويم بعض وظائفها‬ ‫مثل حركة الحيوانات المنوية أو قياس ضربات األهداب الخلوية أو دراسة االنجذاب الكيمياوي‬ ‫في الخاليا المختلفة‪.‬وتُستخدم في هذه الدراسات ملونات حيوية تسمح بتقويم حيوية الخاليا‬ ‫المكونات مثل األحمر المعتدل الذي يُظهر الفجوات‬ ‫ّ‬ ‫مثل أزرق التريبان أو إلظهار بعض‬ ‫البلعمية‪.‬‬ ‫الملونات الحيوية المستخدمة يجب ان تكون قليلة السمية ويجب ان تسخدم بتراكيز منخفضة‬ ‫بحيث ال تؤدي الى موت الخاليا ولكن في نفس الوقت تؤدي الى زيادة تباين قرائن االنكسار‬ ‫وبالتالي توضيح مكونات الخاليا المدروسة‪.‬‬ ‫المكونات الخلوية للدم ونقي العظم وسائل الحبل الشوكي‬ ‫ّ‬ ‫وتستخدم هذه الطريقة أيضا لفحص‬ ‫واللطخات المهبلية ولطخات عنق الرحم بعد تجفيفها وتثبيتها وتلوينها‪.‬‬  ‫اللطخات أو المسحات ‪Smears‬‬ ‫طريقة تحضير الل اخة الدموية‬  ‫‪ -2‬المزارع الخلوية ‪CELL CULTURE‬‬ ‫يعتمد مبدؤها على المحافظة على حياة الخاليا واألنسجة ودراستها خارج الجسم من خالل استزراع‬ ‫الخاليا واألنسجة في اوساط مغذية معقدة معروفة التركيب (أمالح حموض األمينية‪ ،‬فيتامينات)‪ ،‬ويضاف‬ ‫مكونات المصل أو عوامل نمو نوعية‪.‬وتع ّد بديال عن إجراء التجارب على الحيوانات‪ ،‬وذلك عن‬ ‫إليها ّ‬ ‫طريق تحضير مزارع خلوية في أنابيب االختبار ‪.IN VITRO‬‬ ‫وعند تحضير مزارع خلوية من األنسجة واألعضاء يجب فصل الخاليا في البداية بعضها عن بعض إما‬ ‫صة البروتيازات ‪ PROTEASES‬التي‬ ‫بطريقة ميكانيكية وإ ّما عن طريق المعالجة باإلنزيمات‪ ،‬وخا ّ‬ ‫وتخرب البروتينات المسؤولة عن التصاق الخاليا بعضها مع بعض أو التصاقها على سطوح غرف‬ ‫ّ‬ ‫تدرك‬ ‫ّ‬ ‫الزرع‪.‬تزرع الخاليا بعد عزلها بشكل معلق أو يتم نشرها على طبق بتري أو شريحة زجاجية إذ تلتصق‬ ‫الخاليا‪.‬وتدعى المزارع الخلوية المعزولة بهذه الطريقة بالمزارع الخلوية األولية ‪PRIMARY‬‬ ‫‪.CELL CULTURE‬من جه ٍة أخرى‪ ،‬وعند عزل الخاليا من نسج سرطانية وزرعها بهذه الطريقة‬ ‫طا خلويّا دائما ‪PERMANENT‬‬ ‫عندئ ٍذ يمكن للخاليا أن تبقى في المزارع لفترات طويلة وتشكل خ ّ‬ ‫‪ ( CELL LINE‬الشكل ‪.)15-3‬‬ ‫وتتجلى أهمية المزارع الخلوية في‪ -1 :‬دراسة تأثير جزيئات مفردة في نوع معين من الخاليا‪،‬‬ ‫‪ -2‬مراقبة سلوك الخاليا الحية (انقسام الخيطي‪ ،‬موت مبرمج‪ ،‬تمايز‪ ،‬تعديل وراثي)‪،‬‬ ‫‪ -3‬دراسة تأثير األدوية والفيروسيات والطفيليات على خاليا معينة‪،‬‬ ‫‪ -4‬دراسة الخاليا الجذعية والحصول على خاليا متمايزة من الخاليا الجذعية‪،‬‬ ‫‪ -5‬إجراء تقنيات البيولوجيا الجزيئية‪.‬‬  Cell Culture ‫المزارع الخلوية‬ ‫خاليا أولية وخطوط خلوية‬ Cells anchor to dish surface and divide (anchorage dependence). When cells have formed a complete single layer, they stop dividing (density-dependent inhibition). If some cells are scraped away, the remaining cells divide to fill the gap and then stop (density-dependent inhibition). 25 µm Normal mammalian cells.)‫الشكل يبين كيقية نمو الخاليا اي المزراع الخلوية ( ضمن زجاجات أو ل شرائح خاصة‬ ‫‪ - 3‬تجزئة الخلية بالتثفيل التفاضلي ‪CELL FRACTIONATION BY‬‬ ‫‪DIFFERENTIAL CENTRIFUGATION‬‬ ‫مكونات الخاليا واألنسجة بواسطة تقنية التثفيل او الطرد المركزي‪ ،‬وهي عملية‬ ‫يمكن عزل ّ‬ ‫والمكونات األخرى للخلية وفقا لمعامل‬ ‫ّ‬ ‫فيزيائية يتم فيها استخدام قوة نابذة لعزل العُضيّات‬ ‫التثفيل لكل عضية‪.‬‬ ‫إذ يعتمد معامل التثفيل لجزيئة ما على حجمها وشكلها وعلى كثافة ولزوجة الوسط الموجودة‬ ‫فيه‪.‬‬ ‫ويمكن فحص وتحليل نقاوة العُضيّات الناتجة بالمجهر اإللكتروني ودراسة تركيبها الكيميائي‬ ‫ووظائفها‪.‬‬ ‫ويمكن لتقانة التثفيل ان تستعمل لفصل وعزل الجزيئات عن بعضها وفقا لوزنها الجزيئي كم‬ ‫يحدث لل‪. DNA‬‬ ‫وتزداد امكانية الفصل بزيادة الزمن وعدد الدورات في الدقيقة الواحدة وبزيادة هذين األمرين‬ ‫نصل الى التثفيل الفائق‪.‬‬  ‫تجزئةة الخليةة بالتثفية التفاضةلي ‪Cell Fractionation by‬‬ ‫‪Differential Centrifugation‬‬ ‫الشكل يبين مراحل اصل العُضيّات الخلوية ب ريقة بالتثقيل التفاضلي باستخدام سر ات أوراع مختلفكة للحصكول لك‬ ‫رواسب ايها ضيات متبانية الوزع والحجم بناء ل معامل التثفيل الخاص بكل مكن العُضايّات‪.‬أول مكا ّ‬ ‫يترسكب مكن‬ ‫المتقكدرات والصكانعات ومكن لكم‬ ‫ّ‬ ‫ضيات بالسر ات الضعيفة هو النواة لك ا تبارهكا أدبكر حجمكاك وأدثكر كثااكةن تليهكا‬‫الع ّ‬ ‫ُ‬ ‫لم الريبوزومات لتبق اي السائل ال ااي بعد التثفيل بسر ة السيتوبالزما الخلوية مع ما تحويم‬ ‫األغشية الخلوية ومن ّ‬ ‫من ناصر منحّلة ايها‪.‬‬  Cell Fractionation, and Differential Centrifugation Grind cells Then Then centrifuge centrifuge Centrifuge longer even longer @ 600 g @ 15,000 g @ 100,000 g Sediment Sediment Sediment Soluble contains contains contains portion of nuclei mitochondria, ribosomes, cytoplasm. lysosomes ER No sediment  ‫التحليل اللوني ‪: Chromatography‬‬ ‫ ‬ ‫ ويتم إعتمادا على التباين في الشحنة الكهربائية للمواد أوإختالف‬ ‫حجمها أو اختالف إستطاعتها التثبت على مجموعات كيميائية خاصة‬ ‫ومن هذه الطرائق التحليل اللوني على الورق والتي تعتمد على‬ ‫قابلية إنحالل المواد في مذيب وبالتالي هجرتها على ورق النشاف‬ ‫فتنفصل المواد على شكل بقع وتم عن طريقها الكشف عن مواقع‬ ‫العديد من األحماض األمينية ‪.‬‬ ‫ يمكن أن تتم علية الفصل على صفيحة من البالستيك المطلية بطبقة‬ ‫رقيقة من السلولوز ‪.‬‬ ‫ أما طريق الفصل األكثر إستعماال فهو تمرير السائل الذي يحوي‬ ‫المادة التي نود فصلها في عامود مليء بمادة تستطيع جزيئاتها أن‬ ‫ترتبط بالمادة المراد فصلها دون غيرها من المواد يتم بعد ذلك فصل‬ ‫المادة عن جزيئات مادة االرتباط ‪.‬‬  ‫ ‪ -‬الرحالن الكهربائي ‪: Electrophoreses‬‬ ‫وتعتمد هذه الطريقة على انتقال المواد على الهالم من االغار أو من‬ ‫متعدد األكريالميد أو األميدون أوعلى الورق وفقا لشحنتها‬ ‫الكهربائية في حقل كهربائي حيث تهاجر الجزيئات الموجبة إلى‬ ‫القطب السالب والشحنات السالبة إلى القطب الموجب بما يتناسب مع‬ ‫الشحنة الكلية لها ‪.‬‬ ‫كما يمكن إجراء الرحالن الكهربائي للجزيئات وفقا للوزن الجزيئي‬ ‫وتستخدم هذه التقانة للفصل بين جزيئات ال‪ DNA‬وكذلك لتفريد‬ ‫البروتينات عن بعضها وعزلها وتنقيتها ‪.‬‬  ‫‪-‬الترميد المجهري ‪: Microincincration‬‬ ‫‪ -‬وهي تسمح بالكشف عن المواد المعدنية وتوزعها داخل الخلية عن‬ ‫طريق حرق المقاطع النسيجية بدرجة ‪ 600-500‬مئوية التي تحرق‬ ‫المواد العضوية ‪.‬يتم بعدها دراسة المخطط الرمادي الحاصل تحت‬ ‫المجهر ومقارنة ذلك مع الشاهد مع إجراء تفاعالت كيميائية للكشف‬ ‫عن العناصر الموجودة ‪.‬‬ ‫‪-‬التحليل الطيفي ‪: Spectrophotometry‬‬ ‫وتعتمد هذه الطريقة على امتصاص المواد الخلوية لطول موجة أشعة‬ ‫معينة ‪.‬تتناسب كمية األشعة الممتصة طردا مع تركيز المادة‬ ‫‪.‬واألشعة المستعملة لهذا الغرض هي الفوق بنفسجية (‪ )U.V‬في‬ ‫حالة البروتينات تستخدم الموجة بطول ‪ 280 nm‬وفي حالة‬ ‫الحمووض النووية ‪. 260 nm‬‬  ‫‪.‬تقنية تحضير المقاطع الخلوية والنسيجية‬ ‫التثبيلً(كيميائيًأوًفيزيائي)‬ ‫‪.1‬‬ ‫التجفيفًوالترويقً(مزيجًمنًاإليثانولًوالماء)‬ ‫‪.2‬‬ ‫اإلدماجًفيًالبرافين المذاب‬ ‫‪.3‬‬ ‫التقطيعًبالـً‪ microtome‬أوًبالـً‪cryostate‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫التلوينً(قاعديةً‪ basophilic‬أوًيمضيةًالتلونً‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪)acidophilic‬‬  ‫‪ -‬تقنية تحضير المقاطع الخلوية والنسيجية‬ ‫تقتضي هذه الطرائق قطع العينة إلى مقاطع رقيقة جدًّا‪ ،‬وتشمل عدة خطوات موضحة في الشكل ‪17-3‬‬ ‫هي‪:‬‬ ‫‪ -1‬التثبيت ‪:FIXATION‬‬ ‫ويهدف لتجنب هضم أنسجة العينة بإنزيمات التحلل الذاتي أو بواسطة الجراثيم والمحافظة على‬ ‫التركيب الجزيئي والبنيوي للخاليا‪.‬توجد طريقتان لتثبيت العينات الخلوية‪ :‬التثبيت الكيميائي إذ‬ ‫توضع العينات في مثبات (فورمول أو كحول أو حمض الخل) وهي محاليل ذات ارتباط تصالبي‬ ‫المكونات الكيميائية في الخلية‪.‬أما عند استخدام المجهر اإللكتروني فتثبت العينات بمحلول‬ ‫ّ‬ ‫مع‬ ‫الغلوتر ألدهيد وبرابع أوكسيد األوزميوم‪.‬‬ ‫‪ -2‬التجفيف ‪DEHYDRATION‬واالترويق (جعلها شفافة)‪:‬‬ ‫ويستخدم الستخراج الماء من العينات النسيجية وذلك من خالل التمرير المتتالي للعينات في‬ ‫سلسلة متدرجة من خليط اإليثانول والماء (عادة تبدأ من ‪ %70‬إلى ‪ %100‬إيثانول)‪.‬يستبدل‬ ‫بعدها اإليثانول بمذيب قابل لالمتزاج مع وسط اإلدماج‪.‬وتصبح العينات النسيجية شفافة‬ ‫(رائقة) حالما يتم وضعها في المذيب‪.‬‬ ‫‪ -3‬اإلدماج ‪:EMBEDDING‬‬ ‫تشرب العينة للمذيب توضع في البرافين المذاب في فرن درجة حرارته ‪ْ 60 -52‬م‪.‬تؤدّي‬ ‫بعد ّ‬ ‫حرارة الفرن دورا في تبخر المذيب‪ ،‬وبذلك تمتلئ الفراغات النسيجية بالبرافين‪ ،‬ثم تُخرج‬ ‫العينات من الفرن ليتصلب البرافين‪.‬أما عينات المجهر اإللكتروني فإنها تُدمج بالراتنج‬ ‫البالستيكي الذي يعطي نتائج أفضل بكثير من اإلدماج بالبرافين وال يسبب تشوهات في الخاليا‪.‬‬  ‫‪ -4‬التقطيع ‪ :SECTIONING‬تُقطع القوالب البرافينية المحتوية على العينة بواسطة ِمقطاع‬ ‫مجهري ‪ MICROTOME‬يحتوي على شفرة فوالذية للقوالب البرافينية بسماكة ‪ 5‬ميكرون أو شفرة‬ ‫زجاجية أو ألماسية للحصول على مقاطع بسماكة ‪ 100‬نانوميتر لقوالب الراتنج الخاصة بالمجهر‬ ‫اإللكتروني‪.‬‬ ‫إن معظم الصبغات هي مركبات حمضية أو أساسية تميل لتشكيل روابط‬ ‫‪ -5‬التلوين ‪ّ :STAINING‬‬ ‫المكونات الخلوية التي‬ ‫ّ‬ ‫للتشرد في الخاليا‪.‬تدعى‬ ‫ّ‬ ‫كهربائية ساكنة (أمالح) مع الجذور الكيميائية القابلة‬ ‫بالمكونات المحبة لألساس (قاعدية التلون) ‪ BASOPHILIC‬بينما‬ ‫ّ‬ ‫تتلون بسهولة بالصبغات األساسية‬ ‫بالمكونات المحبة للحمض ‪ACIDOPHILIC‬‬ ‫ّ‬ ‫المكونات النسيجية التي تتلون بالصبغات الحمضية‬‫ّ‬ ‫تدعى‬ ‫(حامضية التلون)‪.‬ويعد ملون الهيماتوكسلين واأليوزين ‪HEMATOXYLIN AND EOSIN‬‬ ‫)‪ (H&E‬من أكثر الصبغات شيوعا‪.‬يلون الهيماتوكسلين نواة الخلية والبنى الحمضية (األجزاء الغنية بـ‬ ‫‪ )RNA‬باللون األزرق بالمقابل يلون اإليوزين سيتوبالزما الخلية والكوالجين باللون الوردي (الشكل ‪-3‬‬ ‫‪.)17‬‬ ‫وهناك طرائق تثبيت فيزيائية تعتمد على التجميد في الثالجة أو السائل اآلزوتي‪ ،‬إذ نحصل على عينة صلبة‬ ‫(مج ّمدة) جاهزة للتقطيع بواسطة ِمقطاع جليدي يدعى كريوستات ‪ CRYOSTAT‬مصمم لتقطيع األنسجة‬ ‫المجمدة‪.‬وعادة ما تُستخدم طريقة تجميد العينات النسيجية في المستشفيات لدراسة العينات أثناء العمليات‬ ‫الجراحية لكونها تسمح بتحضير سريع للمقاطع النسيجية دون المرور بعملية اإلدماج التي ذكرت سابقا‪.‬يع ّد‬ ‫تجميد العينات طريقة فعالة في الدراسات الكيميائية الخلوية لإلنزيمات الحساسة أو للجزيئات الصغيرة لكون‬ ‫التجميد ال يبطل فعالية معظم اإلنزيمات بخالف التثبيت‪ ،‬ونظرا لذوبان الشحوم في المذيبات كالزايلين‬ ‫‪ XYLENE‬في المقاطع البرافينية‪ ،‬فإن استخدام المقاطع المجمدة أفضل في دراسة األنسجة الحاوية على‬ ‫الشحوم‪.‬‬  ‫تقنية تحضير المقاطع الخلوية والنسيجية‬ ‫‪.‬‬ ‫الشككككل يبكككين كيفيكككة تحضكككير مقكككاطع خلويكككة ونسكككيجية وتلوينهكككا بغيكككة احصكككها بكككالمجهر‬ ‫الضوئي‬  ‫تقنية الكيمياء الخلوية ‪:CYTOCHEMISTRY‬‬ ‫يستخدم مصطلح الكيمياء الخلوية لإلشارة إلى طرائق تحديد أو معرفة مكان تو ّ‬ ‫ضع المواد في الخاليا من خالل‬ ‫تفاعالت كيميائية معينة أو نتيجة تفاعالت االنجذاب الشديدة بين الجزيئات‪ ،‬إذ ينتج عن ذلك مركبات ملونة غير منحلة‬ ‫أو مركبات كثيفة تساعد في تحديد موضع مواد معينة بالمجهر اإللكتروني أو حتى المجهر الضوئي وفيما يأتي أمثلة‬ ‫مكونات خلوية مختلفة‪:‬‬‫ضح الكشف عن ّ‬ ‫تو ّ‬ ‫‪ -‬األيّونات ‪( IONS‬األيّونات)‪ :‬يمكن الكشف أو معرفة توضع العديد من األيّونات (مثل الكالسيوم والحديد‬ ‫والفوسفات) باستخدام تفاعالت كيميائية تؤدي إلى ظهور مركب داكن غير منحل في األنسجة‪.‬‬ ‫‪ -‬الحموض النووية‪ :‬يتم تحديد موضع وكمية الدنا من خالل استخدام تفاعل فيولجين ‪FEULGEN‬‬ ‫‪REACTION‬إذ يظهر الـ ‪ DNA‬بلون أحمر‪.‬‬ ‫‪ -‬اإلنزيمات‪ :‬تعتمد هذه الطريقة على قدرة اإلنزيمات على التفاعل مع المادة الخاضعة لها‪ ،‬وينتج عن ذلك مركب غير‬ ‫منحل يترسب فوق األماكن التي تحتوي على اإلنزيم في العُضيّات‪ ،‬وتمكن رؤية ذلك بالمجهر الضوئي أو اإللكتروني‪.‬‬ ‫فمثال‪ ،‬يمكن الكشف عن إنزيم الفوسفاتاز ‪ PHOSPHATASE‬باستخدام فوسفات الرصاص أو كبريتات الرصاص‬ ‫كمادة تتفاعل مع الفوسفاتاز الحمضي في الجسيمات الحالة‪.‬‬ ‫‪ -‬قليل السكاريد وعديد السكاريد‪ :‬يستخدم تفاعل حمض البيروديك شيف )‪ )PAS‬للكشف عن الغليكوجين‬ ‫والبروتينات السكرية كالمخاط في الخاليا‪.‬‬ ‫‪ -‬الشحوم‪ :‬تستخدم محاليل كحولية مشبعة بالملونات‪ ،‬كالسودان األسود والسودان ‪ ،IV‬إذ تنحل هذه الصبغات في‬ ‫قطرات الشحم الخلوية وتصبح ملونة باألحمر أو األسود‪.‬وتمكن معرفة تموضع الكوليسترول واإلستيرات واللبيدات‬ ‫ِ‬ ‫الفوسفورية واللبيدات البروتينية في الخاليا لتشخيص األمراض االستقالبية إذ تتراكم أنواع مختلفة من الشحوم داخل‬ ‫الخاليا‪.‬‬  ‫‪.‬تقنية الكيمياء الخلوية ‪Cytochemistry‬‬ ‫(أضداد وحيدة أو متعددة النسيلة)‬ ‫الشكككككل يبككككين تلككككوع المخككككاط بصككككبغة ‪ PAS‬اككككي خليككككة ك سككككية (يمككككين)ن وتلككككوع نككككزيم‬ ‫الفوسفاتاز اي خاليا نبيبات الكلية (يسار)‪.‬‬ ‫تقنية الكيمياء المناعية الخلوية ‪IMMUNOCYTOCHEMISTRY‬‬ ‫أو )‪:(IHC‬‬ ‫تعتمد هذه التقنية على التفاعل بين المستضد ‪ ANTIGENS‬والضد ‪ ،ANTIBODY‬وتع ّد من أكثر التفاعالت‬ ‫ضع‬‫النوعية بين الجزيئات‪ ،‬ولهذا السبب أصبحت تقنيات األضداد الموسومة ذات أهمية بالغة في معرفة أماكن تو ّ‬ ‫العديد من البروتينات‪.‬يجب توفر ضد للبروتين المراد الكشف عنه إلجراء الكيمياء المناعية الخلوية‪ ،‬ولتحقيق ذلك‬ ‫يجب عزل البروتين وتنقيته بتقنيات بيوكيميائية قبل إنتاج األضداد‪.‬وتجرى هذه التقنية بطريقتين‪:‬‬ ‫الكيمياء المناعية الخلوية المباشرة‪ :‬يوسم الضد بواسم مناسب‪ ،‬ويُح َ‬ ‫ضن المقطع النسيجي بالضد الموسوم‬ ‫لبعض الوقت ليتفاعل ويرتبط الضد الموسوم مع بروتين ‪. X‬يفحص المقطع مجهريا لمعرفة مكان توضع بروتين‬ ‫‪ X‬وخواصه ‪.‬‬ ‫الكيمياء المناعية الخلوية غير المباشرة‪ :‬أكثر حساسية‪ ،‬وتتطلب استخدام ضدين وخطوات أخرى‪.‬فبدال من‬ ‫وسم الضد (األولي) النوعي لبروتين ‪ X‬يوسم ضد ثانوي منتج من حيوان مختلف ضد صنف الغلوبولين المناعي‬ ‫الذي ينتمي إليه الضد األولي (الشكل ‪.)19-3‬وتستخدم تقنية ‪ IHC‬في المزارع الخلوية أو الشرائح الخلوية‬ ‫وت ُ َ‬ ‫درس بالمجهر الضوئي أو المجهر اإللكتروني النافذ‪.‬‬  ‫تقنية الكيمياء الخلوية المناعية ‪Immunocytochemistry‬‬ ‫تقككوم الكيميككاء الخلويككة المناعيككة المباشككرة ‪ Direct‬بارتبككاط ضككد موسككوم بالمستضككد ل ك‬ ‫س ح أو أاخل الخاليان بينما تقوم غير المباشرة ‪ Indirect‬بارتباط ضكد أولكي غيكر موسكوم‬ ‫بالمستضككد يليككم ارتبككاط ضككد لككانوي موسككوم بالضككد األولككي (يمككين)‪.‬تلك ّكوع األدت كين بككاللوع‬ ‫األحمككر بتقنيكككة المنا ككة الكيميائيكككة بضكككد موسككوم بمكككاأة مت لقكككة والنبيبككات الدقيقكككة بكككاللوع‬ ‫األخضككر ب ضككداأ موسككومة بمككاأة مت لقككة (يسككار أ ل ك )‪.‬غككدة نخاميككة تفهككر ايهككا الخالي كا‬ ‫المفرزة لهرموع اكباضة ‪ LH‬بإستخدام أضداأ موسومة لهرموع اكباضة (يسار أسفل)‪.‬‬  ‫‪:AUTORADIOGRAPHY‬‬ ‫تقنية التصوير اإلشعاعي الذاتي‬ ‫تجمع هذه الطريقة بين الكيمياء النسيجية وبين استخدام العناصر المشعة إذ يمكن كشفها‬ ‫وتحديدها حتى على مستوى العُضيّات الخلوية‪.‬وتستخدم لتحديد أماكن تموضع الجزيئات‬ ‫الكبيرة المخلَّقة حديثا مثل الدنا والرنا والبروتينات وعديدات السكاريدات‪.‬‬ ‫فمثال‪ ،‬تحقن عدة حيوانات بحموض أمينية موسومة بنظائر مشعة ثم تؤخذ عينات بفترات‬ ‫زمنية مختلفة بعد الحقن‪.‬يكشف عن النظير المشع بمستحلب حا ٍو على بللورات الفضة‬ ‫البروميدية التي تعمل ككواشف مجهرية للعنصر المشع‪.‬تُختَزل بللورات الفضة البروميدية‬ ‫بواسطة المشع إلى حبيبات سوداء صغيرة من الفضة المعدنية في مكان وجود النظير المشع‬  ‫تقنية التصوير اإلشعاعي الذاتي ‪Autoradiography‬‬ ‫الشكل يوضح تقنية التصوير الشعاعي الذاتي‪ :‬غدةًلعابيةًمنًفأرةًميقونةًبسكرًالفوكوز‬ ‫المشككع ‪ 3H-fucose‬قبككلًتثبيككلًالنسككيجًبككـ ‪ 8‬سككاعال‪.‬يقتككرنًالفوكككوز المشككعًمككعًقليككلً‬ ‫السكاريد ويكشفًعنكهًبمسكتيلبًيكاولًعلكىًأمكالضًالفضكة‪.‬تشكيرًذرال الفضكةًالسكوداءً‬ ‫فوقًاليبيبالًاإلفرازيةًواللمعةًإلىًأماكنًالبروتينالًالسكرية‬  ‫تقنيات التهجين ‪HYBRIDIZATION TECHNIQUES‬‬ ‫التهجين هوعبارة عن ارتباط بين سلسلتين مفردتين من الحموض النووية (‪ DNA‬مع ‪DNA‬‬ ‫أو‪ RNA‬مع ‪ RNA‬أو‪ DNA‬مع ‪ ،)RNA‬التي يتعرف بعضها بعضا في حال كونها سالسل متممة‬ ‫من إذ التتاليات النكليوتيدية‪.‬‬ ‫وتستخدم هذه التقنيات للكشف عن أماكن تموضع تسلسالت معينة من نيكلوتيدات الرنا المرسال والدنا‬ ‫من خالل استخدام مسابر من نكليوتيدات موسومة للكشف عن التسلسالت المتممة لها في الخاليا أو‬ ‫في األنسجة لدراسة التعبير الجيني من خالل معرفة الخاليا المحتوية على ‪( MRNA‬التي تم فيها‬ ‫انتساخ الجين المطابق له) وتحديد مكان جين ما في صبغي معين وتحديد فيما إذا كانت الخلية تحتوي‬ ‫على تسلسل نوعي لـ ‪( DNA‬جين أو جزء من جين)‪.‬‬ ‫يمكن إجراء التقنية في محلول من الحموض النووية (لطخة نورثن وسورثن) أو مباشرة على الخاليا‬ ‫والمقاطع الخلوية‪ ،‬وعندئذ يدعى بالتهجين في الموقع ‪IN SITU HYBRIDIZATION‬‬ ‫)‪. (FISH‬‬  ‫تقنيات التهجين ‪Hybridization techniques‬‬ ‫الشكل يفهر خاليا ملونة بالتهجين المكاني ‪.ISH‬ةع ن يجي في ثألو تناسلي جيه‬ ‫الرديد ن الخ يا الظهار ة الحاو ة على الفاروس الور ي الحليمي البشري (‪.)HPV‬تو‬ ‫تحضان الم ةع الن يجي بمحلو يحتوي بار ‪ DNA‬وسوم و شار اللون ال ني إلى‬ ‫الخ يا الحاو ة على الفاروس الور ي الحليمي‪.‬‬  ‫‪:FLOW‬‬ ‫تقنية التدفّق (ال َج َريان) الخلوي ‪CYTOMETRY‬‬ ‫تتطلّب هذه التقنية تسليط أشعة ليزر على مجموعة معينة معزولة من الخاليا‪.‬‬ ‫إذ يمر الليزر عبر المجموعة‪ ،‬ويقاس نفوذه أو ارتداده بواسطة مكشاف ‪.DETECTOR‬‬ ‫وعادة ما تستخدم خاليا موجودة في معلق خلوي (الدم المحيطي‪ ،‬نقي العظم‪ ،‬سوائل الجسم أو‬ ‫معلق لخاليا األنسجة)‪ ،‬إذ تمر الخاليا في رتل واحد حتى الوصول إلى نقطة القياس في الجهاز‪،‬‬ ‫ويتم تسليط الضوء الليزري عليها مما ينتج عنه تشتت وتألق الضوء حسب صفات الخلية (الشكل‬ ‫‪.)23-3‬‬ ‫ويمكن من خالل هذه التقنية‪:‬‬ ‫‪ -1‬تحديد خصائص الخاليا وحجمها ودرجة تحببها وأنواعها باستخدام أضداد نوعية وفصل وفرز‬ ‫الخاليا بعضها عن بعض مثل الخاليا اللمفاوية بأنواعها المختلفة وقياس النشاط اإلنزيمي داخلها‪.‬‬ ‫‪ -2‬قياس التبدل في خصائص الخليـة من خالل قياس محتوى الخلية من الـ ‪ DNA‬وتحديد طور‬ ‫الدورة الخلوية‪.‬‬